惠斯通电桥概述

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惠斯通电桥测量的实验原理

惠斯通电桥测量的实验原理

惠斯通电桥测量的实验原理
惠斯通电桥是一种用来测量电阻的仪器,其基本原理是通过改变电桥中的元件参数,使得电桥上的电流为零,从而测量未知电阻。

电桥由四个电阻器和一个伏特表组成,其中两个电阻器称为已知电阻R1和R2,另外两个电阻器称为未知电阻R3和R4。

这四个电阻器通过导线连接成一个封闭电路。

假设电桥接通电源后,流经封闭电路的电流为I,而电桥两边的电压分别为V1和V2。

根据欧姆定律,电流和电压之间的关系可以表示为V1 = I*R1, V2 = I*R2。

在电桥中,通过改变电阻R3和R4来使电流为零。

当电流为零时,有V1 = V2,即I*R1 = I*R2。

将此等式变形后可得到R3/R4 = R1/R2.
由此可见,要使电桥上的电流为零,需要满足R3/R4 = R1/R2的等式。

因此,通过改变R3和R4的数值,可以测量未知电阻R4。

在实际测量中,通常先选定一个已知电阻R1,然后通过调节R3和R4来使电桥上的电流为零。

当电流为零时,我们就可以通过测量R3和R4的数值来得到未知电阻R4的数值。

需要注意的是,为了保证电桥测量的精度,电桥的各个电阻器应具有较高的稳定
性和准确性。

此外,使用恰当的电源和仔细的接线也对测量结果十分重要。

总的来说,惠斯通电桥测量的原理是通过改变电桥中的元件参数,使得电桥上的电流为零,然后根据电桥平衡条件来测量未知电阻。

这种测量方法简单而准确,广泛应用于电阻测量和电学实验中。

惠斯通电桥线路原理

惠斯通电桥线路原理

惠斯通电桥线路原理
惠斯通电桥是一种用来测量电阻值的电桥线路,也被称为惠斯通电阻桥或惠斯通电阻仪。

它是由19世纪末英国物理学家惠斯通(Wheatstone)设计的,用于测量未知电阻的值。

惠斯通电桥是一个平衡桥,当桥达到平衡状态时,可通过测量各分支电流或电压来计算出未知电阻值。

```
电源
\R1/
---
/\
\R2/
未知电阻
---
/\
\R3/
```
电路中的元件可以使用电阻箱或任何其他可变电阻元件,分别代表已知电阻R1、R2和R3、未知电阻R可以是任意一个需要测量的电阻。

电源施加在电路的两个端点上,形成一个固定的电势差。

当电阻R值未知时,通过调整R1、R2和R3的电阻值,使电桥平衡。

电桥平衡时,表示电桥两个对角线的电势差为零,即没有电流通过这两个
对角线。

此时可以应用基尔霍夫定律进行计算。

基尔霍夫定律可以用来分析相互连接的电路中的电流分布。

根据基尔
霍夫定律,通过一个环路中各个分支的电流代数和为零。

在惠斯通电桥中,应用基尔霍夫定律可以得出如下方程:
R1/R2=R/R3
其中,R表示未知电阻的值。

通过上述方程,可以计算出未知电阻R的值。

总结起来,惠斯通电桥是一种用于测量未知电阻值的电桥线路。

通过
调整已知电阻的值,使电桥达到平衡状态,从而可以利用基尔霍夫定律计
算出未知电阻的数值。

惠斯通电桥的原理可以应用于测量电阻、检测电路
故障等各种应用场景中。

用惠斯通电桥测电阻实验原理

用惠斯通电桥测电阻实验原理

用惠斯通电桥测电阻实验原理在这个科技日新月异的时代,测量电阻的方法可谓是五花八门,但惠斯通电桥可谓是经典中的经典。

今天,我们就来聊聊用惠斯通电桥测电阻的实验原理,带点轻松幽默的气息,希望大家听了之后,能感觉像是在和老朋友唠嗑。

1. 惠斯通电桥是什么?1.1 首先,惠斯通电桥其实是一种非常聪明的电路工具。

想象一下,它就像是一个神秘的魔术师,能够把复杂的电阻问题化繁为简。

你只需要把它的一头连上电源,另一头接上你要测的电阻,然后坐等结果,简直懒得不要不要的。

1.2 它的结构也很简单,基本上就是四个电阻和一个电源。

咱们可以把这四个电阻看成是四位棋手,在电桥的“棋盘”上争斗。

两个电阻在一边,两个在另一边,像极了拔河比赛。

嘿,电流可不是看热闹的,它会选择最轻松的路线走哦。

2. 实验原理大揭秘2.1 那么,惠斯通电桥到底是怎么测电阻的呢?其实它的原理可谓是“自然而然”。

当电桥平衡时,电流不会在中间流动,整个电路就像一个静止的湖面。

只要调节那两个电阻的值,直到电流不再流动,就说明电桥达到了平衡。

简单来说,就是“静水深流”,电流不动就意味着你已经找到那个电阻的真面目。

2.2 在这个过程中,使用的电阻值通常是已知的,我们可以通过这些已知的电阻值来推算出未知电阻的值。

这种方法就像是在解谜一样,越是深入,越能找到真相。

而在实际操作中,调节这些电阻时,还能感受到一种微妙的成就感,仿佛在指挥一场精彩的音乐会。

3. 实验步骤与注意事项3.1 说到这里,咱们不妨简单聊聊实验步骤。

首先,你得把惠斯通电桥的电路搭建起来,就像搭积木一样。

接着,把已知电阻和待测电阻分别接上电桥的两个边。

然后,连接电源,准备好你的测量仪器。

最后,慢慢调节已知电阻,直到电流不再流动,嘿,这时你就可以自信地宣布:你的未知电阻值终于浮出水面了!3.2 不过,亲爱的朋友们,实验可不是光靠运气,还是得注意一些细节。

比如说,连接线要牢固,电源电压要适中,否则可别怪电流不听话。

惠斯通电桥原理

惠斯通电桥原理

惠斯通电桥原理惠斯通电桥是一种用来测量电阻、电感和电容的精密仪器。

它利用电桥平衡的原理来测量未知电阻值,是电学实验中常用的一种仪器。

惠斯通电桥的原理十分简单,但是在实际应用中却有着广泛的用途。

首先,我们来看一下惠斯通电桥的基本结构。

它由四个电阻组成的电桥臂、一个称为“电桥臂”的未知电阻、一个称为“比较臂”的已知电阻、一个称为“平衡臂”的电流表和一个称为“电源”的电池组成。

当电桥平衡时,即电流表不显示电流时,可以得到未知电阻的值。

在实际使用中,我们首先将未知电阻连接到电桥臂上,已知电阻连接到比较臂上,然后通过调节比较臂上的电阻值,使得电桥平衡,即电流表不显示电流。

此时,根据电桥平衡的条件,我们可以得到未知电阻的值。

那么,惠斯通电桥是如何实现平衡的呢?这就涉及到惠斯通电桥的工作原理了。

惠斯通电桥的平衡条件是指当电桥四个臂中的电阻比满足一定的条件时,电桥两边的电势差相等,电流表不显示电流。

这个条件可以用简单的数学关系来表示,即:R1/R2 = R3/R4。

其中,R1、R2分别为电桥臂上的两个未知电阻,R3为比较臂上的已知电阻,R4为平衡臂上的电流表内阻。

当上述条件满足时,电桥即平衡。

在实际使用中,我们通过调节比较臂上的电阻值,使得电桥平衡,从而可以得到未知电阻的值。

这个原理不仅适用于电阻的测量,还可以用来测量电感和电容,只需要相应地改变电桥的结构和连接方式即可。

总的来说,惠斯通电桥的原理是利用电桥平衡的条件来测量未知电阻、电感和电容的一种精密仪器。

它的工作原理简单易懂,但在实际应用中却有着广泛的用途。

通过调节比较臂上的电阻值,使得电桥平衡,从而可以得到未知电阻的值。

希望本文能够对惠斯通电桥的原理有一个更加清晰的认识。

惠斯通电桥实验原理

惠斯通电桥实验原理

惠斯通电桥实验原理一、引言惠斯通电桥实验是电工学中一种常见的实验方法,它通过建立一个电桥电路,利用电桥平衡条件来测量未知电阻的方法。

本文将介绍惠斯通电桥实验的原理及其应用。

二、惠斯通电桥的组成惠斯通电桥由四个电阻组成,分别为R1、R2、R3和R4。

其中,R1和R2相互连接,形成一个电阻串联;R3和R4也相互连接,形成另一个电阻串联。

这两个电阻串联再并联,形成一个闭合的电桥电路。

三、平衡条件当电桥电路达到平衡状态时,电桥中的电流为零。

平衡条件可以通过以下公式来表示:R1/R2 = R3/R4四、实验步骤1. 首先,将已知电阻R2和未知电阻Rx连接到电桥的两个相邻端点,将电阻R1连接到电桥的一端,将电阻R3连接到电桥的另一端。

2. 调节电阻R4的阻值,使电流表示的电流为零。

这时,电桥达到平衡状态。

3. 根据平衡条件公式,可以计算出未知电阻Rx的阻值。

五、实验原理惠斯通电桥实验的原理基于电桥平衡条件。

当电桥电路中的电流为零时,可以认为桥路中的电势差为零。

根据欧姆定律,电势差为零意味着电桥电路中各个电阻上的电压相等。

因此,电桥电路中的电压平衡条件可以表示为:U1 = U2其中,U1为电阻R1和R2之间的电压,U2为电阻R3和R4之间的电压。

根据欧姆定律,电压和电阻之间的关系可以表示为:U1 = R1 * IU2 = R3 * I其中,I为电流强度。

因此,平衡条件可以表示为:R1 * I = R3 * I当电流为零时,平衡条件可以进一步简化为:R1 = R3根据电桥电路的连接方式,可以推导出平衡条件公式为:R1/R2 = R3/R4六、应用领域惠斯通电桥实验在电工学中有广泛的应用。

其中,最常见的应用是用于测量未知电阻的阻值。

通过调节电桥电路中的已知电阻,使电桥达到平衡状态,可以准确测量未知电阻的阻值。

除了测量电阻,惠斯通电桥实验还可以用于测量其他物理量,如电容和电感。

通过调节电桥电路中的已知电容或电感,使电桥达到平衡状态,可以测量未知电容或电感的数值。

惠斯通电桥测电阻实验原理

惠斯通电桥测电阻实验原理

惠斯通电桥测电阻实验原理
惠斯通电桥是一种测量电阻的方法,它可以用于测量电阻器的精
确电阻值,也可用于检测电路中的电阻值变化。

它的基本原理是利用
交流电桥平衡条件来测量未知电阻值的大小。

惠斯通电桥由四个电阻器和一部交流电源组成,其中两个电阻器
被称为比较电阻器,另外两个电阻器则被称为未知电阻器和可调电阻器。

通过调整可调电阻器的电阻值,使未知电阻器的电阻值与比较电
阻器相等,可达到平衡状态。

当平衡时,电桥的电路中没有电流流过,因此电桥的两端电势差
为零,相应地,比较电阻器中的电势差也为零。

由于比较电阻器已知,因此就可以求出未知电阻器的电阻值。

为了更精确地测量电阻值,通常会多次调整可调电阻器的电阻值
来寻找最佳平衡状态。

同时,还需要注意调整交流电源的频率和电压,以确保测量结果的准确性。

总的来说,惠斯通电桥是一种非常精准的电阻测量方法,它在科
学研究和工业生产中都有着广泛的应用。

在实验操作时,需要注意仪
器的正确连接和参数的调整,以确保获得准确的测量结果。

惠斯通电桥测量微安表内阻原理

惠斯通电桥测量微安表内阻原理

惠斯通电桥测量微安表内阻原理一、引言惠斯通电桥是电学中常用的测量电阻的仪器,也可用于测量微安表内阻。

本文将详细介绍惠斯通电桥测量微安表内阻的原理。

二、惠斯通电桥简介惠斯通电桥是一种基于韦尔斯通(Wheatstone)电桥原理的仪器,它由四个电阻组成,其中一个为未知值,另外三个为已知值。

当待测元件(如电阻)接入未知值位置时,通过调节其他三个已知值使得两侧电压相等,则可以计算出待测元件的阻值。

三、微安表简介微安表是一种用于测量小电流的仪器,其量程通常在几毫安以下。

它由一个灵敏度很高的磁动力式指针和一个精密的分流器组成。

在实际使用中,需要将待测元件串联在微安表上进行内阻测试。

四、惠斯通电桥测量微安表内阻原理1. 原理概述惠斯通电桥可以通过串联待测元件和已知值来测试其内部阻抗。

具体来说,在测试微安表内部阻抗时,将微安表和另一个已知电阻串联在一起,作为惠斯通电桥的未知值位置。

通过调节其他三个已知电阻,使得两侧电压相等,则可以计算出微安表的内部阻抗。

2. 测试步骤(1)将微安表和另一个已知电阻串联在一起,作为惠斯通电桥的未知值位置。

(2)通过调节其他三个已知电阻,使得两侧电压相等。

(3)记录下此时微安表上的读数。

(4)根据惠斯通电桥原理计算出微安表的内部阻抗。

3. 计算公式根据惠斯通电桥原理,可以得到以下计算公式:R1/R2 = R3/Rx其中,R1、R2、R3分别为三个已知电阻的阻值,Rx为待测元件的内部阻抗。

五、总结通过以上介绍,我们可以了解到惠斯通电桥测量微安表内部阻抗的原理和方法。

此方法不仅可以用于测试微安表内部阻抗,还可以用于测试其他元件的内部阻抗。

在实际应用中需要注意选择合适的已知电阻和调节方式以获得更精确的测量结果。

惠斯通电桥详解课件

惠斯通电桥详解课件
02
它利用平衡电路的原理,通过调 节桥臂电阻使电桥达到平衡状态 ,从而测量电阻值。
惠斯通电桥的应用场景
在物理实验中,惠斯通电桥常被用于 测量电阻值,验证电路理论。
在电子工程中,惠斯通电桥也广泛应 用于测量电子元件的电阻值,如晶体 管、电容、电感等。
惠斯通电桥的工作原理简述
当电桥达到平衡状态时,通过 比较四个桥臂的电阻值,可以 计算出被测电阻的阻值。

电阻匹配
在电桥平衡状态下,桥臂电阻应相等或呈一定比例关系。电阻匹配可以减小误差和提高 电桥的灵敏度。为了实现电阻匹配,可以采用适当的电路连接方式和电阻调整方法。
05
惠斯通电桥的误差分析
系统误差
01
02
03
电阻测量误差
由于电阻的精度和稳定性 问题,导致电桥平衡时的 电阻值存在误差。
电源电压误差
电源电压的波动或非理想 特性也会影响电桥的平衡 状态。
惠斯通电桥详解课件
目 录
• 惠斯通电桥简介 • 惠斯通电桥的组成 • 惠斯通电桥的平衡条件 • 惠斯通电桥的特性 • 惠斯通电桥的误差分析 • 惠斯通电桥的实际应用
01
惠斯通电桥简介
惠斯通电桥的定义
01
惠斯通电桥是一种测量电阻的电 路装置,由四个桥臂组成,通过 比较桥臂电阻的变化来测量电阻 值。
误差传递
重复测量
在电桥平衡方程中,系统ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ差和随机 误差会传递并影响最终的测量结果。
通过多次重复测量并取平均值,可以 减小随机误差的影响。
误差控制
通过提高测量设备的精度、稳定电源 电压、减小环境温度变化等措施,可 以减小误差的影响。
06
惠斯通电桥的实际应用
在电学测量中的应用

惠斯通电桥

惠斯通电桥
1.“B1”开关扳到“通”位置,等稳定 后,调节检流计指针在零位,灵敏度旋 钮在最低位置。 2.将被测电阻箱各旋钮指零,接在电桥 相应的C1、P1 、P2 、C2接线柱上。 3.估计被测电阻大小,选择适当倍率位 置。
4.调节RS1和RS2,电桥逐步趋于平衡时再 逐步加大灵敏度,直至灵敏度达到最高, 电桥仍平衡为止。此时 待测电阻Rx=倍率读数×(步进读数+滑线 读数)RS 零值电阻R0= Rx-( Rx'+ Rx'') Rx'和 Rx''为导线电阻。
RS(Ω)
Rx(Ω)
基本 误差 △m
Rx'
通过两点改进,开尔文电桥将Rs和 Rx的接线电阻和接触电阻巧妙地转移 到电源内阻和阻值很大的桥臂电阻 中,又通过R1 /R2=R3/R4设定,消除了 电阻R2的影响,从而保证了测量低电 阻时的准确度 调节R1、R2、 R3、R4,使电桥 平衡,可求得 R1 RR4 R1 R3 RS + Rx = ( − ) R2 R3 + R4 + R R2 R4
实验原理
一、惠斯通电桥(单臂电桥)
R1、R2均为 固定电阻, Rx为 被测电阻, Rs为 可调标准电阻,G 为灵敏电流计,E 为工作电源。
当电桥平衡,流过检流计的电流 为零时,有
Rx R1 = R S R2

R1 Rx = RS R2
求出被测电阻Rx为的阻值。
R1 = K 和Rs为已知,可以 若比例臂 R2
RN Δm = ± ( + R) 100 10
α
其中α为电桥的准确度等级,RN为相 应有效量程内10的最高整数幂,R为 标准盘示值,即Rx的测量值。
实验仪器

惠斯通电桥介绍课件

惠斯通电桥介绍课件
工成本。
谢谢
惠斯通电桥应用领域
01
测量电阻:惠斯通电桥是测量电阻的重要工具,广泛应用于电子、电气等领 域。
02
温度测量:惠斯通电桥可以用于温度测量,通过测量电阻的变化来计算温度。
03
压力测量:惠斯通电桥可以用于压力测量,通过测量电阻的变化来计算压力。
04
流量测量:惠斯通电桥可以用于流量测量,通过测量电阻的变化来计算流量。
发展趋势
惠斯通电桥在测量 领域中的应用越来 越广泛,如温度、 压力、流量等参数
的测量。
随着科技的发展, 惠斯通电桥的测量 精度不断提高,可 以满足更高精度的
测量需求。
惠斯通电桥与其他 测量技术的融合, 如传感器技术、信 号处理技术等,可 以提高测量性能和
扩展应用领域。
惠斯通电桥的数字 化和智能化发展, 可以实现远程控制 和自动测量,提高 测量效率和降低人
误差的影响
消除环境干扰:尽量
在无干扰的环境中进
行测量,避免温度、
2
湿度等环境因素对测
量结果的影响
3
正确操作:严格按
照操作规程进行测
量,避免人为操作
失误导致的误差
惠斯通电桥发展趋 势
技术进步
01
传感器技术的发展:提高了惠斯通电桥的
测量精度和稳定性
02
数字信号处理技术的应用:实现了惠斯通电
桥的自动化、智能化和网络化
04
惠斯通电桥具 有较高的测量 精度和稳定性, 广泛应用于电 子测量领域
惠斯通电桥工作原理
01 惠斯通电桥是一种用于测量电阻的电路
02 主要由四个电阻组成,其中两个电阻为已知电阻,另 外两个电阻为待测电阻
03 惠斯通电桥通过比较两个已知电阻和两个待测电阻的 电压和电流,从而计算出待测电阻的值

惠斯通电桥概念

惠斯通电桥概念

惠斯通电桥概念在学生实验中,测量电阻的常见方法有伏安法和电桥法。

伏安法测量电阻的公式为R=U/I (测量的电阻两端电压/测量的流经电阻的电流),除了电流表和电压表本身的精度外,还有电表本身的电阻,不论电表是内接或外接都无法同时测出流经电阻的电流I 和电阻两端的电压U ,不可避免存在测量线路缺陷。

电桥是用比较法测量电阻的仪器。

电桥的特点是灵敏、准确、使用方便,它被广泛地应用于现代工业自动控制电气技术、非电量转化为电学量测量中。

电桥可分为直流电桥、交流电桥,直流电桥可以用于测电阻,交流电桥可用于测电容、电感。

通过传感器可以将压力、温度等非电学量转化为传感器阻抗的变化进行测量。

惠斯通电桥属于直流电桥,主要用于测量中等数值的电阻(101~106Ω)。

对于太小的电阻(10-6~101Ω量级),要考虑接触电阻、导线电阻,可考虑使用双臂电桥;对于大电阻(107Ω级),要考虑使用冲击检流计等方法。

惠斯通电桥使用检流计作为指零仪表,而实验室用检流计属于μΑ表,电桥的灵敏度要受检流计的限制。

1.惠斯通电桥测量原理图1是惠斯通电桥的原理图。

四个电阻R 0、R 1、R 2、R x 连成四边形,称为电桥的四个臂。

四边形的一个对角线连有检流计,称为“桥”;四边形的另一对角线接上电源,称为电桥的“电源对角线”。

E 为线路中供电电源,学生实验用双路直流稳压电源,电压可在0-30V 之间调节。

R 保护为较大的可变电阻,在电桥不平衡时取最大电阻作限流作用以保护检流计;当电桥接近平衡时取最小值以提高检流计的灵敏度。

限流电阻用于限制电流的大小,主要目的在于保护检流计和改变电桥灵敏度。

电源接通时,电桥线路中各支路均有电流通过。

当C 、D 两点之间的电位不相等时,桥路中的电流0≠g I ,检流计的指针发生偏转;当C 、D 两点之间的电位相等时,桥路中的电流0=g I ,检流计指针指零(检流计的零点在刻度盘的中间),这时我们称电桥处于平衡状态。

电阻应变片惠斯通电桥

电阻应变片惠斯通电桥

电阻应变片惠斯通电桥
电阻应变片惠斯通电桥是一种常用的电阻应变测量技术。

它由惠斯通电桥和电阻应变片组成。

惠斯通电桥是一种用于测量未知电阻值的电路,由四个电阻组成的桥电路构成。

其中,两个电阻为已知值,另外两个电阻为未知电阻值,通过调节未知电阻值,使桥路平衡,然后通过测量平衡状态下的电流或电压变化来计算出未知电阻值。

电阻应变片是一种敏感元件,能够在外力作用下产生电阻的变化。

它常用于测量物体的应变或压力。

电阻应变片的电阻值会随着应变的变化而变化,这个变化可以通过惠斯通电桥进行测量和计算。

使用电阻应变片惠斯通电桥进行测量时,通常将电阻应变片安装到需要测量应变或压力的物体上。

物体受到应变或压力时,电阻应变片的电阻值会发生变化,从而导致电桥不再平衡。

通过调节已知电阻,使电桥再次平衡,然后测量平衡状态下的电流或电压变化,就可以计算出应变或压力的值。

电阻应变片惠斯通电桥具有灵敏度高、测量精度高、可靠性好等优点,因此在工业领域广泛应用于应变测量和控制。

惠斯通电桥的应用以及原理

惠斯通电桥的应用以及原理

惠斯通电桥的应用以及原理引言惠斯通电桥(Wheatstone Bridge),是19世纪初英国科学家惠斯通所发明的一种用于测量电阻的精密仪器,它可以通过比较电路中的电流和电阻,从而测量未知电阻的值。

惠斯通电桥不仅在科学研究中广泛应用,也被工程技术领域大量采用。

本文将介绍惠斯通电桥的应用领域以及其原理。

应用领域1. 电阻测量惠斯通电桥最主要的应用就是测量电阻值。

通过比较已知电阻和未知电阻两个电路的电流和电压,可以根据惠斯通电桥的公式计算出未知电阻的准确数值。

这在电路设计、电器维修等领域都有不可或缺的作用。

2. 温度传感器惠斯通电桥也可以用于测量温度。

利用温敏电阻的特性,将其作为未知电阻的一部分引入到惠斯通电桥中,通过测量电流和电压的变化,可以计算出温度的数值。

这在温度传感器设计和热工测量中有着重要的应用。

3. 湿度传感器类似于温度传感器,惠斯通电桥也可以用于测量湿度。

湿度传感器通常采用电容式或电阻式测量原理,而利用惠斯通电桥可以提高测量的精确度和灵敏度。

这在气象观测、农业温室等领域有着广泛的应用。

4. 压力传感器惠斯通电桥还可以用于测量压力值。

通过将应变电阻或压阻传感器作为未知电阻接入到电桥中,可以测量压力对电阻值的影响,从而计算出压力的大小。

这在工业自动化、航空航天等领域有着广泛的应用。

5. 气体传感器气体传感器是另一个应用领域。

通过引入气体敏感材料作为未知电阻,当气体接触到材料时,会发生电阻值的变化,通过惠斯通电桥可以实时检测气体浓度。

这在环境监测、工业安全等方面有着重要的作用。

工作原理惠斯通电桥是基于电路中的平衡条件原理工作的。

它由四个电阻组成,分别为R1、R2、R3和未知电阻Rx。

另外还有一个电流源和一个电压测量仪器。

当电桥达到平衡状态时,电压测量仪器测得的电压为零。

这时可以利用基尔霍夫电压定律和欧姆定律推导出惠斯通电桥的平衡条件公式:R1 / R2 = Rx / R3通过调整R1、R2和R3的数值,可以使得惠斯通电桥中的电压接近零,从而计算出未知电阻Rx的值。

惠斯通电桥原理、计算公式及应用

惠斯通电桥原理、计算公式及应用

惠斯通电桥原理、计算公式及应⽤惠斯通电桥原理、计算公式及应⽤1. 电阻桥定义解释惠斯通电桥是由四个电阻组成地电桥电路,这四个电阻分别叫做电桥地桥臂,惠斯通电桥利⽤电阻地变化来测量物理量地变化,单⽚机采集可变电阻两端地电压然后处理,就可以计算出相应地物理量地变化,是⼀种精度很⾼地测量⽅式.其电路形式如下图所⽰.在电桥中有三个电阻阻值是固定地分别为R1, R2, R3,第四个电阻是可变地为Rx, Rx发⽣变化时,图中B,D两点之间地电压发⽣变化,通过采集电压地变化就可以知道环境中物理量地变化,⽽从实现测量地⽬地.下⾯举例介绍电桥电路地计算⽅式.2. 电阻桥相关计算假设流过R1, R2桥臂地电流为11,流过R3, Rx桥臂地电流为12,电桥供电电压为VCC如下图所⽰.Ri 疗星W通过欧姆定律可以计算出每个电阻两端地电压.在R1和R2这两个桥臂上,R1, R2将VCC电压分压,R2电阻两端得到地电压即为VI;在R3和Rx这个桥臂上,R3, Rx将VCC电压分压,R3电阻两端得到地电压即为V2.下⾯分别⽤欧姆定律计算V1和V2.流过电阻R1和R2地电流11:R3两端地电压:R3V2 = I2XR3=VCCX^-. V1和V2地电压差:II = VCC R1 + R2"R2两端地电压V1VI = Il X R2 = VCCX R2R1 + R2www ? d i angon. cam流过电阻R3和Rx 地电流I2:12 = VCCR3 + RxR3 X ”⼴ z R2 RX-R3-R1 R3angocom由此可以看出:如果4个电阻都相等,即 R 仁R2=R3=Rx 那么△ V=0,即电桥处于平衡状态;Rx 发⽣变化会导致AV 发⽣变化;3. 电阻桥地应⽤在实际使⽤中,我们通常将其中三个电阻值固定,⽽将另外⼀个电阻换成热敏电阻、压敏电阻、PT100等,这时候就可以⽤电桥来测物理量了 .如果将PT100接⼊电桥,随着环境温度地变化, PT100 地阻值发⽣变化导致 AV 发⽣变化,将差分电压AV 通过差分运放放⼤后进⼊单⽚机地AD 采样,再对照PT100地电阻-温度对应表就可以知道当前环境地温度了 .AV = VI - V2 = VCC X / R2 I R 1 + R2版权申明本⽂部分内容,包括⽂字、图⽚、以及设计等在⽹上搜集整理.版权为个⼈所有This article in eludes someparts, in cludi ng text, pictures, and desig n. Copyright is pers onal own ership. b5E2RGbCAP ⽤户可将本⽂地内容或服务⽤于个⼈学习、研究或欣赏,以及其他⾮商业性或⾮盈利性⽤途,但同时应遵守著作权法及其他相关法律地规定,不得侵犯本⽹站及相关权利⼈地合法权利.除此以外,将本⽂任何内容或服务⽤于其他⽤途时,须征得本⼈及相关权利⼈地书⾯许可,并⽀付报酬.p1EanqFDPwUsers may use the contents or services of this articlefor pers onal study, research or appreciati on, and other non-commercial or non-profit purposes, but at the same time, they shall abide by the provisi ons of copyright law and other releva nt laws, and shall n ot infringe upon the legitimate rights of this website and its releva nt obligees. In additi on, when any content or service of this article is used for other purposes, writte n permissi on and remun erati on shall be obta ined from the pers on concerned and the releva nt obligee. DXDiTa9E3d转载或引⽤本⽂内容必须是以新闻性或资料性公共免费信息为使⽤⽬地地合理、善意引⽤,不得对本⽂内容原意进⾏曲解、修改,并⾃负版权等法律责任.RTCrpUDGiTReproducti on or quotatio n of the content of this articlemust be reas on able and good-faith citati on for the use of n ews or in formative public free in formatio n. It shall notmisinterpret or modify the original intention of the contentof this article, and shall bear legal liability such ascopyright. 5PCZVD7HXA。

惠斯通电桥

惠斯通电桥

惠斯通电桥惠斯通电桥是电子测量电路中应用的一种重要的组合电路。

包括平衡的惠斯通电桥和非平衡的惠斯通电桥。

本节将介绍惠斯通电桥的原理及应用。

一. 平衡的惠斯通电桥惠斯通电桥电路如图1所示。

电路由4个电阻臂、1个直流电流源和1个检流计组成。

(检流计类似于灵敏电流表,指针可以左右偏转,当指针指向中心位置时,表明通过检流计的电流为0)。

当检流计G 不偏转时,这时流过检流表的电流为零。

则电桥的电压比肯定相等:31V V =42V V 根据欧姆定律可替代为:因为检流表中电流为零,所以1I =3I ,2I =4I ,得到1R 4R =2R 3R (*)这里可以把惠斯通电桥平衡的关键总结为:惠斯通电桥平衡的条件是对角线电阻的乘积相等二.非平衡惠斯通电桥下面介绍非平衡的惠斯通电桥,如图2所示。

1I 1R3I 3R = 2I 2R 4I 4R因为图2中电阻不满足上面(*)式的条件,所以图2所示的电路为非平衡电桥。

下面用戴维南定理分析一下电路,求的通过R5的电流。

求得负载电流,必须用一个等效电路去代替电路的其他部分。

所以将原电路分成两部分:A 与地之间的戴维南等效电路,以及B 与地之间的戴维南等效电路,然后再合并这两个戴维南电路。

首先,先分析A 点与地之间的戴维南等效电路。

如图3所示,可知A 点与地之间的电压Ua 就是电阻R3上的电压。

Ua=Vs(213R R R +)=12*(300100200+)V=6V 再分析A 点的等效电阻,把电压源短路,内阻为零,如图4所示,因为R2与R4短路,可得A 点的等效电阻Ra=R1//R3=100//200=66.7Ω按照相同的方法分析B 点,得到B 点的等效电压与等效电阻Ub=V4=Vs(424R R R +)=12*(300200200+)v=4.8V R1与R3短路,因此,Rb=R2//R4=300//200Ω=60Ω最后把这两个戴维南等效电路代替原来的惠斯通电桥,并把负载R5放在A 与B 之间。

惠斯通电桥电路的连接情况及电桥平衡条件

惠斯通电桥电路的连接情况及电桥平衡条件

惠斯通电桥电路的连接情况及电桥平衡条件
惠斯通电桥是一种由4个电阻组成用来测量其中一个电阻阻值(其余3个电阻阻值已知)的装置。

4个电阻组成一个方形。

一电流连接两个相对的接头,一电流表连接其余两个相对的接头。

当电流表显示无电流通过,则此电桥处于平衡状态,即R1·R2=R3·R4。

接下来,为大家详细说下惠斯通电桥是什么意思和惠斯通电桥平衡条件。

一、惠斯通电桥是什么意思
惠斯通电桥(又称单臂电桥)是一种可以精确测量电阻的仪器。

通用的惠斯通电桥电阻R1,R2,R3,R4叫做电桥的四个臂,G为检流计,用以检查它所在的支路有无电流。

二、惠斯通电桥平衡条件
电桥相对臂电阻的乘积相等,即通过桥路的电流等于零,也就是说,检流计指针指示零。

四个电阻R1.R2.R3.Rx连成四边形,称为电桥的四个臂。

惠斯通电桥是一种检测电路,虽然它的结构简单,但它的准确度和灵敏度都比较高,在医学诊断和检测仪器中有广泛的应用。

惠斯通电桥的测量灵敏度在科学研究,生产应用中都具有重大意义。

惠斯通电桥在当代科学测量中的应用非常广泛,同时也广泛地被应用在自动控制中。

惠斯通电桥也广泛应用在称重检测元件上等。

惠斯通电桥概述

惠斯通电桥概述

惠斯通电桥概述
惠斯通电桥
惠斯通电桥适用于检测电阻的微小变化,应变片的电
阻变化就用该电路来测量。

如图1所示,惠斯通电桥由四
个同等阻值的电阻组合而成。

如果
:

则无论输入多大电压,输出电压总为0,这种状态称为
平衡状态。

如果平衡被破坏,就会产生与电阻变化相对应
的输出电压。

如图2所示:
将这个电路中的R1与应变片相连,有应变(形变)产
生时,记应变片电阻的变化量为ΔR ,则输出电压的计算公
式如下所示
:
,即:
上式中除了ε均为已知量,所以如果测出电桥的输出
电压就可以计算出应变的大小。


1
图2
双应变片法(半桥)
如图3,4所示,在电桥中连接了两枚应变片,共有两种联入方法。


3
图4 四条边中有两条边的电阻发生变化,根据上面的四应变片法的算法可得输出电压的公式。

图3为:

图4为:

也就是说当联入两枚应变片时,根据联入方式的不同,两枚应变片上产生的应变或加或减。

四应变片法(全桥)
四应变片法是桥路的四边全部联入应变片,在电子
行业的应变测量中不经常使用,但常用于桥梁、建筑中,
如下图所示。

当四条边上的应变片的电阻分别引起如R1+ΔR1、
R2+ΔR2、R3+ΔR3、R4+ΔR4的变化时:
若四枚应变片完全相同,比例常数为K,且应变分别为ε1、ε2、ε3、ε4,则上面的式子可写成下面的形式:。

惠斯通电桥计算

惠斯通电桥计算

惠斯通电桥计算摘要:1.惠斯通电桥的概述2.惠斯通电桥的计算公式3.惠斯通电桥的应用4.差分放大器在惠斯通电桥中的作用5.惠斯通电桥的优点正文:一、惠斯通电桥的概述惠斯通电桥是一种测量电阻值的电路,它的主要组成部分是四个电阻、一个电源和一个检流计。

当桥完全平衡时,即左右两侧的电阻相等,桥两端的电压为零。

然而,由于电阻的一个微小变化,桥变得不平衡,从而产生一个电压差。

这个电压差可以被检流计检测到,从而得到电阻值的变化。

二、惠斯通电桥的计算公式惠斯通电桥的计算公式是根据基尔霍夫电流定律和电压定律推导出来的。

假设左右两侧的电阻分别为R1 和R2,R3 和R4,电源电压为V,检流计位于R1 和R4 之间,R2 和R3 之间的电压为U。

那么,根据基尔霍夫电流定律,我们可以得到以下公式:I = V / (R1 + R2 + R3 + R4)根据电压定律,我们可以得到以下公式:U = I * (R2 + R3)通过联立以上两个公式,我们可以解得:R1 / R2 = R3 / R4这就是惠斯通电桥的计算公式。

三、惠斯通电桥的应用惠斯通电桥广泛应用于各种测量场景,例如应变计、压力计、传感器等。

在这些应用中,惠斯通电桥可以测量电阻值的微小变化,从而得到相应的物理量的变化。

例如,在压力计中,当受到压力时,电阻R1 和R3 的值会发生变化,从而可以通过惠斯通电桥测量出压力的变化。

四、差分放大器在惠斯通电桥中的作用差分放大器可以在惠斯通电桥中提取共模信号,并拒绝所有的共模噪声。

因为共模噪声很容易被拒绝,所以可以从桥中提取非常小的信号变化。

五、惠斯通电桥的优点惠斯通电桥具有以下优点:1.测量精度高:惠斯通电桥可以测量电阻值的微小变化,从而得到相应的物理量的变化。

2.抗干扰能力强:惠斯通电桥可以拒绝所有的共模噪声,从而提高测量的准确性。

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惠斯通电桥概述
惠斯通电桥
惠斯通电桥适用于检测电阻的微小变化,应变片的电
阻变化就用该电路来测量。

如图1所示,惠斯通电桥由四
个同等阻值的电阻组合而成。

如果
:

则无论输入多大电压,输出电压总为0,这种状态称为
平衡状态。

如果平衡被破坏,就会产生与电阻变化相对应
的输出电压。

如图2所示:
将这个电路中的R1与应变片相连,有应变(形变)产
生时,记应变片电阻的变化量为ΔR ,则输出电压的计算公
式如下所示
:
,即:
上式中除了ε均为已知量,所以如果测出电桥的输出
电压就可以计算出应变的大小。


1
图2
双应变片法(半桥)
如图3,4所示,在电桥中连接了两枚应变片,共有两种联入方法。


3
图4 四条边中有两条边的电阻发生变化,根据上面的四应变片法的算法可得输出电压的公式。

图3为:

图4为:

也就是说当联入两枚应变片时,根据联入方式的不同,两枚应变片上产生的应变或加或减。

四应变片法(全桥)
四应变片法是桥路的四边全部联入应变片,在电子
行业的应变测量中不经常使用,但常用于桥梁、建筑中,
如下图所示。

当四条边上的应变片的电阻分别引起如R1+ΔR1、
R2+ΔR2、R3+ΔR3、R4+ΔR4的变化时:
若四枚应变片完全相同,比例常数为K,且应变分别为ε1、ε2、ε3、ε4,则上面的式子可写成下面的形式:。

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